基于MFC的地铁轨道振动能量收集研究

摘要：

压电陶瓷极限受拉承载力弱,导致传统悬臂型俘能器在工程应用中极易开裂损坏,与其持续供能的初衷相违背.压电纤维复合材料(MFC)具有优异的柔韧性、耐久性,恰恰弥补了这一缺陷.然而以MFC材料为基础的俘能器在地铁轨道振动能量俘获中的应用鲜有研究.首先建立地铁车辆-轨道耦合系统模型,得到钢轨在车辆荷载作用下的动力响应.紧接着基于混合规则和代表体积元建立型悬臂式MFC俘能器的力电耦合模型,并将钢轨的动力响应作为俘能器的输入荷载预测其电能输出,讨论了材料参数、几何参数及车辆荷载特性对输出电能的影响.并进一步通过试验研究,验证了所建立理论分析模型的正确性.最后基于LTC3588-1能量管理芯片进行了能量收集-存储模拟,验证了 MFC俘能器用于无线传感器供能的可行性.

关键词：压电纤维复合材料(MFC)、地铁轨道振动、悬臂式俘能器、能量收集和存储

所属期刊栏目：41

分类号：U211.3;TN384(铁路线路工程)

在线出版日期：2022-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：210-218,236